Обмінна взаємодія і моделі контактної генерації збурень в трибосистемах

Автор(и)

  • Yuriy Zaspa Хмельницький національний університет вул. Інститутська, 11, м. Хмельницький, Україна, 29016, Україна https://orcid.org/0000-0003-3274-172X
  • Aleksandr Dykha Хмельницький національний університет вул. Інститутська, 11, м. Хмельницький, Україна, 29016, Україна https://orcid.org/0000-0003-3020-9625
  • Dmytro Marchenko Миколаївський національний аграрний університет вул. Георгія Гонгадзе, 9, м. Миколаїв, Україна, 54020, Україна https://orcid.org/0000-0002-0808-2923
  • Serhii Matiukh Хмельницький національний університет вул. Інститутська, 11, м. Хмельницький, Україна, 29016, Україна https://orcid.org/0000-0001-9899-109X
  • Yuri Kukurudzyak Вінницький національний технічний університет вул. Хмельницьке шосе, 95, м. Вінниця, Україна, 21021, Україна https://orcid.org/0000-0003-0347-6533

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.209927

Ключові слова:

контактна трибодінаміка, корпускулярно- віхрехвильовий термокомплекс, обмінна взаємодія, колапс, акустична емісія

Анотація

Розглянуто фізичні механізми утворення і трансформації корпускулярно-віхрехвильових термокомплексів збуджень в контактних трибосистемах, засновані на квантово-механічній обмінній взаємодії. Наявність контактного розриву двох термостатів з різними знаками абсолютної температури визначає генерацію пар квазічастинок-збурень, стабілізованих по довжині хвилі і частоті. Внутрішня нестійкість і колапсні процеси в такій системі збурень ведуть до дефектоутворення в матеріалі трибопари і є причиною аварійних режимів тертя. Наведено конкретні технічні приклади генерації термокомплексів при фреттингу, терті ковзання і кочення, різанні матеріалів. Встановлено, що руйнівний характер процесу фреттингу при низьких значеннях швидкостей реверсивного ковзання обумовлений генерацією і колапсом корпускулярно-віхорхвильових термокомплексів. На прикладі акустичної емісії тертя в ультразвукової області спектру показаний квантовий характер збурень, що генеруються тертям. Високочастотний спектр акустичної емісії відповідає нерівноважному складу збурень і призводить до формування частинок зносу. Розглянута обмінна взаємодія в трибосистемі з коченням тіла по площині. Результати статистичного аналізу такого кочення показали наявність ефекту від`ємного тертя внаслідок квантової генерації довгохвильових збурень. Показано, що колапсна складова генерації збурень значно посилюється в режимах руйнування матеріалів, в тому числі при різанні матеріалів. Описано корпускулярно-віхорхвильовий механізм вибіркового перенесення і водневого зношування в трибосистемах. Показано, що властивості сервовітної плівки в режимі вибіркового перенесення забезпечуються колапсними процесами в системі збурень. Аналогічні процеси при віхрехвильовому перенесенні атомів водню в металах призводять до зношування і руйнування поверхневого шару тертя

Біографії авторів

Yuriy Zaspa, Хмельницький національний університет вул. Інститутська, 11, м. Хмельницький, Україна, 29016

Кандидат фізико-математичних наук, доцент

Кафедра фізики та електротехніки

Aleksandr Dykha, Хмельницький національний університет вул. Інститутська, 11, м. Хмельницький, Україна, 29016

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра трибології, автомобілів та матеріалознавства

Dmytro Marchenko, Миколаївський національний аграрний університет вул. Георгія Гонгадзе, 9, м. Миколаїв, Україна, 54020

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра тракторів та сільськогосподарських машин, експлуатації та технічного сервісу

Serhii Matiukh, Хмельницький національний університет вул. Інститутська, 11, м. Хмельницький, Україна, 29016

Кандидат технічних наук, доцент, проректор з науково-педагогічної роботи

Yuri Kukurudzyak, Вінницький національний технічний університет вул. Хмельницьке шосе, 95, м. Вінниця, Україна, 21021

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра автомобілів і транспортного менеджменту

Посилання

  1. Silveirinha, M. G. (2014). Theory of quantum friction. New Journal of Physics, 16 (6), 063011. doi: https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/6/063011
  2. Esirkepov, T. Z., Bulanov, S. V. (2017). Paradoxical stabilization of forced oscillations by strong nonlinear friction. Physics Letters A, 381 (32), 2559–2564. doi: https://doi.org/10.1016/j.physleta.2017.06.007
  3. Suzuki, K., Hirai, Y., Ohzono, T. (2014). Oscillating Friction on Shape-Tunable Wrinkles. ACS Applied Materials & Interfaces, 6 (13), 10121–10131. doi: https://doi.org/10.1021/am5010738
  4. Dykha, A. V., Zaspa, Y. P., Slashchuk, V. O. (2018). Triboacoustic Control of Fretting. Journal of Friction and Wear, 39 (2), 169–172. doi: https://doi.org/10.3103/s1068366618020046
  5. Dykha, A., Matyukh, S. (2018). Triboacoustic diagnostic fixed joints of machines. MATEC Web of Conferences, 182, 02017. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201818202017
  6. Aulin, V., Hrynkiv, A., Lysenko, S., Rohovskii, I., Chernovol, M., Lyashuk, O., Zamota, T. (2019). Studying truck transmission oils using the method of thermal-oxidative stability during vehicle operation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (6 (97)), 6–12. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.156150
  7. Aulin, V., Hrynkiv, A., Lysenko, S., Zamota, T., Pankov, A., Tykhyi, A. (2019). Determining the rational composition of tribologically active additive to oil to improve characteristics of tribosystems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (12 (102)), 52–64. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.184496
  8. Aulin, V., Hrynkiv, A., Lysenko, S., Lyashuk, O., Zamota, T., Holub, D. (2019). Studying the tribological properties of mated materials C61900 - A48-25BC1.25BNo. 25 in composite oils containing geomodifiers. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (12 (101)), 38–47. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.179900
  9. Aulin, V., Hrynkiv, A., Lysenko, S., Dykha, A., Zamota, T., Dzyura, V. (2019). Exploring a possibility to control the stressed­strained state of cylinder liners in diesel engines by the tribotechnology of alignment. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (12 (99)), 6–16. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.171619
  10. Li, Q., Popov, V. L. (2018). On the Possibility of Frictional Damping with Reduced Wear: A Note on the Applicability of Archard's Law of Adhesive Wear under Conditions of Fretting. Physical Mesomechanics, 21 (1), 94–98. doi: https://doi.org/10.1134/s1029959918010137
  11. Wetter, R., Popov, V. L. (2016). The Influence of System Dynamics on the Frictional Resistance: Insights from a Discrete Model. Tribology Letters, 61(2). doi: https://doi.org/10.1007/s11249-015-0635-x
  12. Aleksandr, D., Dmitry, M. (2018). Prediction the wear of sliding bearings. International Journal of Engineering & Technology, 7 (2.23), 4–8. doi: https://doi.org/10.14419/ijet.v7i2.23.11872
  13. Dykha, A., Sorokatyi, R., Makovkin, O., Babak, O. (2017). Calculation-experimental modeling of wear of cylindrical sliding bearings. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (1 (89)), 51–59. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.109638
  14. Marchuk, V. Y., Kindrachuk, M. V., Mirnenko, V. I., Mnatsakanov, R. G., Kornіenko, A. O., Bashta, O. V., Fedorchuk, S. V. (2019). Physical Interpretations of Internal Magnetic Field Influence on Processes in Tribocontact of Textured Dimple Surfaces. Journal of Nano- and Electronic Physics, 11 (5), 05013-1–05013-5. doi: https://doi.org/10.21272/jnep.11(5).05013
  15. Marchuk, V., Kindrachuk, M., Kryzhanovskyi, A. (2014). System analysis of the properties of discrete and oriented structure surfaces. Aviation, 18 (4), 161–165. doi: https://doi.org/10.3846/16487788.2014.985474
  16. Kindrachuk, M. V., Vol’chenko, А. I., Vol’chenko, D. А., Skrypnyk, V. S., Voznyi, А. V. (2019). Energy Levels of Different Types of Contacts of Microirregularities of Friction Couples. Materials Science, 54 (6), 843–854. doi: https://doi.org/10.1007/s11003-019-00272-5
  17. Sorokatyi, R., Chernets, M., Dykha, A., Mikosyanchyk, O. (2019). Phenomenological Model of Accumulation of Fatigue Tribological Damage in the Surface Layer of Materials. Mechanisms and Machine Science, 3761–3769. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-20131-9_371
  18. Dykha, A., Sorokatyi, R., Dytyniuk, V. (2019). Model of accumulation of tribo damage in high-speed friction. BALTTRIB' 2019: proceedings of X international scientific conference, Vytautas Magnus University, Agriculture Academy. Kaunas, 180–186. Available at: https://www.vdu.lt/cris/bitstream/20.500.12259/103203/1/ISSN2424-5089_2019.PG_180-186.pdf
  19. Dykha, A., Makovkin, O. (2019). Physical basis of contact mechanics of surfaces. Journal of Physics: Conference Series, 1172, 012003. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1172/1/012003
  20. Dykha, A., Aulin, V., Makovkin, O., Posonskiy, S. (2017). Determining the characteristics of viscous friction in the sliding supports using the method of pendulum. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (7 (87)), 4–10. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.99823
  21. Danilov, S. D., Gurarie, D. (2000). Quasi-two-dimensional turbulence. Physics-Uspekhi, 43 (9), 863–900. doi: https://doi.org/10.1070/pu2000v043n09abeh000782
  22. Zaspa, Y. P. (2012). Coherent tribodynamics. Journal of Friction and Wear, 33 (6), 490–503. doi: https://doi.org/10.3103/s1068366612060128
  23. Myshkin, N. K., Markova, L. V. (2017). Trends in On-line Tribodiagnostics. On-Line Condition Monitoring in Industrial Lubrication and Tribology, 203–223. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-61134-1_6
  24. Briscoe, B. J., Chateauminois, A., Chiu, J., Vickery, S. (2001). Acoustic noise emission in a model PMMA/steel fretting contact. Tribology Research: From Model Experiment to Industrial Problem - A Century of Efforts in Mechanics, Materials Science and Physico-Chemistry, Proceedings of the 27th Leeds-Lyon Symposium on Tribology, 673–681. doi: https://doi.org/10.1016/s0167-8922(01)80149-8
  25. Akay, A. (2002). Acoustics of friction. The Journal of the Acoustical Society of America, 111 (4), 1525–1548. doi: https://doi.org/10.1121/1.1456514
  26. Kolubaev, A. V., Kolubaev, E. A., Vagin, I. N., Sizova, O. V. (2005). Sound Generation in Sliding Friction. Technical Physics Letters, 31 (10), 813–816. doi: https://doi.org/10.1134/1.2121824
  27. Rubtsov, V. E., Kolubaev, E. A., Kolubaev, A. V., Popov, V. L. (2013). Using acoustic emission for the analysis of wear processes during sliding friction. Technical Physics Letters, 39 (2), 223–225. doi: https://doi.org/10.1134/s1063785013020235
  28. Markova, L. V., Myshkin, N. K., Kong, H., Han, H. G. (2011). On-line acoustic viscometry in oil condition monitoring. Tribology International, 44 (9), 963–970. doi: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2011.03.018
  29. Zinin, M. A., Gavrilov, S. A., Shchedrin, A. V., Garkunov, D. N. (2011). Influence of metal-cladding addivite valena on combined machining. Russian Engineering Research, 31 (9), 880–884. doi: https://doi.org/10.3103/s1068798x11090292
  30. Shchedrin, A. V., Bekaev, A. A., Garkunov, D. N., Mel’nikov, E. A., Gavrilyuk, V. S. (2011). Improvement in hybrid drawing by a tool with regular microgeometry on the basis of metal-coating additives. Russian Engineering Research, 31 (4), 365–368. doi: https://doi.org/10.3103/s1068798x1104023x

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-08-31

Як цитувати

Zaspa, Y., Dykha, A., Marchenko, D., Matiukh, S., & Kukurudzyak, Y. (2020). Обмінна взаємодія і моделі контактної генерації збурень в трибосистемах. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(5 (106), 25–34. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.209927

Номер

Том 4 № 5 (106) (2020): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Yuriy Zaspa, Aleksandr Dykha, Dmytro Marchenko, Serhii Matiukh, Yuri Kukurudzyak

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.